高中物理能量量子化教案大全一

　　教学目标

　　1、知识与技能：

　　(1)了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射

　　(2)了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系

　　(3)了解能量子的概念

　　2、过程与方法：

　　了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

　　3、情感态度与价值观：

　　领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

　　教学重点： 能量子的概念

　　教学难点： 黑体辐射的实验规律

　　教学过程：

　　材料鉴赏：

　　19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。

　　在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的Maxwell方程。

　　另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。

　　当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。

　　1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文勋爵作了展望新世纪的发言：

　　“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了”。

　　--开尔文--

　　也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了!

　　但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”

　　这两朵乌云是指什么呢?

　　一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。

　　后来的事实证明，正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，乌云落地化为一埸春雨，浇灌着两朵鲜花。

　　普朗克量子力学的诞生、相对论问世

　　然而， 事隔不到一年(1900年底)，就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路， 柳暗花明又一村”。

　　一、热辐射现象

　　1、热辐射：固体或液体，在任何温度下都在辐射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。所辐射电磁波的特征与温度有关。

　　固体在温度升高时颜色的变化

　　例如，铁块随着温度升高：

　　现象：

　　直觉：

　　低温物体发出的是红外光

　　炽热物体发出的是可见光

　　高温物体发出的是紫外光

　　注意：

　　热辐射与温度有关

　　激光 日光灯发光不是热辐射

　　2、特点：

　　①辐射强度及波长的分布随温度变化;

　　② 随着温度升高，电磁波的短波成分增加。

　　3、热平衡状态：物体的温度恒定时，物体所吸收的能量等于在同一时间内辐射的能量，这时得到的辐射称为平衡热辐射。

　　二、黑体与黑体辐射

　　思考与讨论：

　　一座建设中的楼房还没安装窗子，尽管室内已经粉刷，如果从远处看窗内，你会发现什么? 为什么?

　　几点说明：

　　①黑体是个理想化的模型。

　　例：开孔的空腔，远处的窗口等可近似看作黑体。

　　②对于黑体，在相同温度下的辐射规律是相同的。

　　③一般物体的辐射与温度、材料、表面状况有关，但黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关。

　　三、黑体辐射的实验规律

　　研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础

　　1、测量黑体辐射的实验原理图：

　　加热空腔使其温度升高，空腔就成了不同温度下的黑体，从小孔向外的辐射就是黑体辐射。

　　三、黑体辐射的实验规律

　　2、辐射强度：单位时间内从物体单位面积上所发射的各种波长的总辐射能，称为辐射强度。

　　特点：随温度的升高①各种波长的辐射强度都在增加;

　　②绝对黑体的温度升高时，辐射强度的最大值向短波方向移动。

　　三、黑体辐射的实验规律

　　3、经典物理学所遇到的困难

　　解释实验曲线—— 一朵令人不安的乌云

　　1)维恩的半经验公式：

　　短波符合;长波不符合

　　2)瑞利----金斯公式：

　　长波符合;短波荒.唐 ----紫外灾难

　　四、能量子：超越牛顿的发现

　　1、普朗克能量子假说

　　2、辐射物体中包含大量振动着的带电微

　　粒，它们的能量是某一最小能量的整数

　　高中物理能量量子化教案大全二

　　一、三维目标：

　　(一)知识与技能

　　1.了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射

　　2.了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系

　　3.了解能量子的概念

　　(二)过程与方法

　　了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

　　(三)情感、态度与价值观

　　领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

　　二、教学重点

　　黑体辐射的实验规律;能量子的概念

　　三、教学难点

　　理解能量量子化假说

　　四、教学方法

　　教师启发、引导，学生自学、讨论、交流。

　　五、教学用具：

　　投影片，多媒体辅助教学设备

　　六、课时安排

　　1 课时

　　教学设计

　　(一)引入新课

　　教师：介绍能量量子化发现的背景：(多媒体投影，见课件。)

　　19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。

　　1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。”

　　也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了!

　　但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：

　　“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----”

　　这两朵乌云是指什么呢?

　　一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。正是这两朵乌云发展成为一埸革命的风暴，浇灌着两朵花蕾，事隔不到一年(1900年底)，第一朵绽放出量子论的花瓣，紧接着(1905年)第二朵绽放出相对论的芳香。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路， 柳暗花明又一村”。

　　点出课题：本节课我们就来体验第一朵鲜花的开放过程：物理学新纪元的到来――能量量子化的发现

　　(二)进行新课

　　1.黑体与黑体辐射

　　思考与讨论：

　　当你坐在火炉旁时有什么感觉?为什么会有这种感觉?(引出热辐射)

　　教师：指导学生阅读教材相应内容(4分钟)并完成以下内容。

　　自学提纲：

　　1、热辐射：周围的一切物体都在辐射 ，这种辐射与物体的

　　有关，所以叫做热辐射。(板书)

　　2、黑体：

　　①某种物体能够 吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射，这种物体就是 ，简称 。(板书)

　　②一般材料的物体，辐射的电磁波除与 有关，还与 的种类及 状况有关。

　　点评：

　　热辐射现象

　　热辐射的主要成分：室温时——波长较长的电磁波;高温时——波长较短的电磁波。

　　例如：铁块 温度↑

　　从看不出发光到暗红到橙色到黄白色

　　热辐射解释：大量带电粒子的无规则热运动引起的。物体中每个分子、原子或离子都在各自平衡位置附近以各种不同频率作无规则的微振动，每个带电微粒的振动都会产生变化的电磁场，从而向外辐射各种波长的电磁波，形成连续的电磁波谱。

　　黑体

　　概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。

　　教师：

　　课件展示黑体模型。

　　不透明的材料制成带小孔的的空腔，此小孔可近似看作黑体。如图所示。

　　高中物理能量量子化教案大全三

　　【教学目标】

　　1.了解什么是热辐射及热辐射的特性。

　　2.了解黑体辐射，了解黑体热辐射的强度与波长的关系 。

　　3.了解能量子的概念 及提出的科学过程，领会这一科学突破过程中科学家的思想。

　　4.了解宏观物体和微观粒子的能量变化特点，体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识 。

　　【教学重点】

　　能量子的概念。

　　【教学难点】

　　黑体辐射的实验规律。

　　【教学方法】

　　讲授为主，启发、引导。

　　【教学用具】

　　多媒体辅助教学设备。

　　【教学过程 】

　　一、引入新课

　　师：19世纪末，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。

　　1900年在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” “但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云。”

　　这两朵乌云是指什么呢? 一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。然而， 事隔不到一年(1900年底)，就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路， 柳暗花明又一村”。

　　我们这节课就来学习“能量量子化的发现 ——物理学新纪元的到来”。

　　二、进行新课

　　1.黑体与黑体辐射

　　师：请同学们阅读教材27第一段，思考：什么是热辐射，物体的热辐射有什么特性?(学生阅读教材、思考问题)

　　(1)热辐射现象

　　师：我们周围的一切物体都在辐射各种波长的电磁波，这种辐射与由于物体中的分子、原子受到激发而造成的，它与温度有关，因此称为热辐射。

　　所辐射电磁波的特征与温度有关。 当温度升高时，热辐射中较短波长的成分越来越强。。例如：在给铁块加热使其温度升高时，从看不出发光到暗红到橙色到黄白色 ，这表明辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

　　课件展示：铁块在温度升高时颜色的变化(下图)。

　　(板书)1 热辐射

　　①定义

　　②特性

　　辐射强度按波长的分布情况随物体的温度而有所不同。

　　(2)黑体

　　教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。

　　(板书)能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。

　　教师：课件展示黑体模型(如下图)并进行阐释。

　　不透明的材料制成带小孔的空腔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出。这个小孔可近似看作黑体。

　　2.黑体辐射的实验规律

　　教师：一般材料的物体和黑体辐射电磁波的情况有什么不同呢?